Bisher kannten Sie verschiedene Lebensmittel, die mithilfe von Bakterien hergestellt werden. Forscher der Universität Edinburgh geben diesen Mikroorganismen nun neue Aufgaben. In einer aktuellen Studie entdeckten sie, dass gentechnisch veränderte Bakterien Mineralien aus gebrauchten Elektroauto-Batterien gewinnen können . Unterstützt wird die Forschung vom Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC) und der Initiative „Reuse and Recycling of Lithium-Ion Batteries“ (ReLiB) der Universität Birmingham. Gemeinsam wollen sie dieses Verfahren im großen Maßstab anwenden, um die enormen Abfallmengen entsorgter Lithium-Ionen-Batterien zu reduzieren.
Nachhaltige Biotechnologieexperten unter der Leitung von Professorin Louise Horsfall an der Universität Edinburgh erforschen ein faszinierendes Konzept. Sie wollen ein biobasiertes Recyclingverfahren entwickeln , bei dem Bakterien wichtige Metallverbindungen aus Lithium-Ionen-Batterien extrahieren . Durch die Rückgewinnung und Aufbereitung dieser wertvollen Elemente wie Kobalt, Mangan, Nickel und Lithium eröffnet sich eine vielversprechende Chance: der Aufbau einer wegweisenden Lieferkette für wiederaufladbare Fahrzeugbatterien in Großbritannien.
Um die industrielle Produktionskapazität zu erreichen , unterstützt das Industrial Biotechnology Innovation Centre (IBioIC) das Projekt. Zur Optimierung des Prozesses in einem größeren Bioreaktor nutzt das IBioIC die Einrichtungen seines FlexBio Centers in Edinburgh. Darüber hinaus wurde die Genome Foundry der Universität Edinburgh eingesetzt, um Bakterien gezielt auszuwählen und zu modifizieren und so deren Effizienz im größeren Maßstab zu gewährleisten.
Die von der Faraday Institution finanzierte Initiative zur Wiederverwendung und zum Recycling von Lithium-Ionen-Batterien (ReLiB) wird von der Universität Birmingham geleitet. Sie ist Teil eines umfassenderen Vorhabens zur Förderung der elektrochemischen Energiespeicherwissenschaften, der Kompetenzentwicklung, der Marktanalyse und der frühen Kommerzialisierung in Großbritannien. Die jüngsten Forschungsergebnisse leisten einen wichtigen Beitrag zu diesem Vorhaben.
Professor Horsfall, Lehrstuhlinhaber für Nachhaltige Biotechnologie an der Universität Edinburgh, sagte: „Wir lesen oft von Initiativen zur Senkung der Kosten von Elektrofahrzeugbatterien und zur Verbesserung ihrer Leistung, aber mit dem Wachstum des Marktes für umweltfreundliche Transportmittel müssen wir auch berücksichtigen, was mit der Technologie passiert, wenn sie nicht mehr einsatzfähig ist.“
„Bei diesem Projekt geht es darum, mithilfe modernster nachhaltiger Biotechnologie Wege zu finden, diese Herausforderung zu bewältigen und im Gegenzug einige der wertvollsten Metalle zu gewinnen, die in den frühen Phasen der Fahrzeugproduktion wieder in den Sektor zurückgeführt werden können“, fügte Professor Horsfall hinzu.
Der Professor fuhr fort: „Die Arbeit der Edinburgh Genome Foundry bei der Auswahl der leistungsstärksten Bakterien, kombiniert mit der Scale-up-Expertise, auf die wir über IBioIC zugreifen konnten, bedeutet, dass wir auf dem richtigen Weg sind, die Forschungsidee in eine industrielle Realität umzusetzen.“
Prozess
Um einen natürlichen biologischen Prozess nachzubilden , werden Bakterien mithilfe eines Fermenters in das Batteriesickerwasser eingebracht. Batteriesickerwasser ist die Flüssigkeit, die nach den ersten Verarbeitungsschritten zurückbleibt. Durch dieses Verfahren erzeugen die Bakterien metallische Nanopartikel, die ein Sediment bilden, das sich leicht von der restlichen Flüssigkeit abtrennen und herausfiltern lässt. Das Team führt derzeit Tests mit Material durch, das aus einer gebrauchten Batterie eines Nissan Leaf gewonnen wurde.
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Das Bedürfnis der Stunde
Angesichts der schwindenden Reserven und Ressourcen an Metallen, die in Batterien verwendet werden, findet sich ein erheblicher Anteil an Rohmineralien künftig in bestehenden Batterien . Derzeit werden die meisten Metalle für Elektrofahrzeugbatterien importiert. Da jedoch festgestellt wurde, dass gentechnisch veränderte Bakterien Mineralien aus gebrauchten Elektrofahrzeugbatterien gewinnen können, ist es durch die Entwicklung alternativer Recyclingmethoden möglich, eine nachhaltigere Materialversorgung in Großbritannien zu gewährleisten.
Im ersten Halbjahr 2023 erreichten Elektrofahrzeuge laut Angaben des Europäischen Automobilherstellerverbands (ACEA) einen beachtlichen Anteil von 16.9 % am gesamten Neuwagenmarkt . Damit zählt Großbritannien zu den führenden europäischen Ländern im Bereich der Elektrofahrzeugverkäufe.
Angesichts des anhaltenden Marktwachstums ist es von entscheidender Bedeutung, Initiativen einzuführen, die den zunehmenden Druck auf die Lieferkette verringern und die ordnungsgemäße Entsorgung gebrauchter Batterien am Ende ihrer Lebensdauer effektiv handhaben.
Dr. Liz Fletcher , Leiterin der Abteilung für Unternehmenskooperationen bei IBioIC, sagte: „Dieses Projekt ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie Biotechnologie genutzt werden kann, um Alltagsprodukte und -dienstleistungen wie Autos und Transportmittel nachhaltiger zu gestalten.“
„Niemand möchte, dass Lithium-Ionen-Batterien auf Mülldeponien landen. Daher ist es wichtig, alternative Wege für deren Wiederverwendung und Recycling zu erforschen. Das hier entwickelte Verfahren bietet einen doppelten Nutzen: Es ist nicht nur eine petrochemikalienfreie Methode zur Abfallbewirtschaftung, sondern könnte auch dazu beitragen, die Lieferkette für seltene Metalle und die zukünftige Batterieproduktion wiederherzustellen“, fügte Dr. Fletcher hinzu.
Quelle : Gentechnisch veränderte Bakterien könnten kritische Mineralien aus Elektroauto-Batterien recyceln
